Page 72 - 202003期

应用技术

基于三维激光扫描技术的

地下隧道工程限界分析与应用研究

胡玉祥 1，2，3 ，张洪德 2，3 ，宗恒康 2，3 ，王智 1，2，3 ，孟庆年 2，3
（1.青岛市西海岸基础地理信息中心有限公司，山东 青岛 266000；2.青岛市勘察测绘研究院，山东 青
岛 266032；3. 青岛市地下空间地理信息工程研究中心，山东 青岛 266032）

摘 要： 地铁是典型地下隧道工程，而作为地铁建设过程中必不可少的一环，限界测量
分析是轨道铺设和设备安装的必备条件。限界分析往往需要提供隧道断面上特定位置
点的相关数据，传统全站仪单点测量方式难以满足，而借助三维激光扫描技术，则可以
获得整个隧道的空间形态，提取任意位置的几何数据；本文以RTC360扫描仪获取的青
岛地铁1号线高精度点云数据为基础，通过对点云数据拼接、绝对定向、去噪、裁切和抽

稀等预处理，利用自主研发的隧道点云处理软件自动提取任意里程指定位置的限界数据
并一键报表生产。相比全站仪测量方式，基于三维激光点云数据的地铁限界分析方法可
以准确获取特定位置的数据，极大的提高内外业作业效率。
关键词：限界分析；点云预处理；地铁隧道；三维激光扫描技术；作业效率；RTC360

1 引言 散点从而获取断面；此方法操作起来较为简

单，但无法准确获得设计院需要位置的数据，
限界测量作为地铁建设过程中必不可
其结果是以逐个独立的点位表现，局限平面展
少的一环，是在主体结构建设完成后，为了
示，无法全面反映隧道开挖超欠挖情况。
顺利铺轨和进行设备安装而进行的空间净空
三维激光扫描技术是近几年来迅速发
分析，限界测量成果是地铁线路是否需要调
展起来的“实景复制技术”，可以快速获取物
线调坡的基础，也是下一步设备安装（机电设
备、人防设备等）能否正确安装的关键。限界 体的三维空间信息，真实还原物体三维实景。
分析所需数据往往由设计院制定格式，不同 相对传统测量方法，三维激光扫描技术可以

地区不同线路可能略有区别，但总体上需要 在单位时间内获取精度高、数据量大的三维
提供断面上特定位置的尺寸、高度以及坐标 空间信息，经过后期的点云数据处理即可获

信息。传统限界测量方法是使用断面检测的 取任意里程任意位置的指定尺寸、高程、坐

方式，利用测量机器人搭载断面测量机载程 标数据，弥补传统全站仪测量方式的不足。
序，以自由设站的方式以一定间隔测量一圈离 本文探讨使用徕卡公司高精度站式扫描仪

58 地下管线管理